1、市政道路路基设计的要点分析摘要:市政道路设计的重点是路基设计,其设计的合理性不仅关系到道路设计的整体质量,更关系到整个城市的发展及行车安全。本文以沥青混凝土为路基材料,并结合道路设计实践总结对市政路基设计要点进行了详细探讨,给有关市政路基设计等同类工程提供参考。 关键词:市政道路;路基设计;路面设计 中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号: 1、引言 随着我国经济的快速发展,城市道路建设也日益飞速发展起来。截止目前,我国较多省市均在大规模修建高效化、高速化公路,以期在近五年之内迅速提高整个城市的行车效率,尽可能降低交通压力的同时最大程度地保证行车安全,从而加快整个城市的经济发展。因此,
2、良好的市政化道路设计则变得尤为重要。 市政道路设计的重点在于路基设计,如何结合城市中、长期发展规划,遵循“资源节约、环境友好”的设计理念,保证道路沿线的路基坚实而稳固,这是路基设计需要首要解决的中心问题。下面从市政道路的路基设计、路面设计、路基排水及防护等几个方面进行详细探讨路基设计方法。 2、路基设计 路基工程应该具有足够的强度、稳定性、抗变能力与耐久性,因此路基的设计需结合不同地区的环境条件且与之相协调的同时应用新技术、新材料、新工艺,并综合考虑包括路基填料的选择与压实、强度与稳定性、防护与加固、排水系统、关键部位处理等多方面的因素来设计。 2.1 一般路基设计原则 路基是道路重要组成部分
3、,它的质量好坏关系到道路的质量及汽车正常行驶。 路基在道路建设项目中,不仅工程数量和投资巨大,而且是占用土地最多、使用劳动力数量最大、牵涉面最广的工程。特别是在地质与水文条件复杂的路段,遇到的技术问题更多、更难,往往成为道路建设的关键。现代化城市道路交通不仅要求道路能全天候通行车辆,而且要求车辆能以一定的速度,安全、舒适而经济地在道路上运行,这就要求路基具有良好的使用性能,提供良好的行驶条件和服务水平。 1)承载能力 行驶在路面上的车辆,通过车轮把荷载由路面传递给路基,在路基内部产生应力、应变及位移。如果路基结构整体或某一组部分的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力、应变及位移,则路基结构整体会
4、出现沉陷,使路况恶化,服务水平下降。因此,要求路基结构整体及其各组成部分,都应具备与行车荷载相适应的承载能力。为此,应采取选择合适填料,进行充分压实,改善水文状况,加固软弱地基等措施,以控制路基和地基的变形量,给路面以坚实的支承,保证其使用寿命和服务水平。 2)整体稳定性 在地表上开挖或填筑路基,必然会改变原地层(土层或岩层)的受力状态。原先处于稳定状态的地层,有可能由于填筑或开挖而引起不平衡,导致路基失稳,路基的失稳会导致交通中断,乃至引起交通事故。因而,为保证道路畅通和行车安全,必须采取有关排水、防护和加固或支挡等工程措施,以确保路基在不利的环境(地质、水文和气候)条件下具有足够的整体稳定
5、性。 3)耐久性 路基工程量巨大、投资大,从规划、设计、施工至建成通车需要较长的时间,且应有较长的使用期限。承重并经受车辆直接碾压的路面部分要求使用年限为 15 年以上,因此,路基工程应具有一定的耐久性。 2.2 路基宽度与高度的确定 一般路基的设计包括整体式路基设计和分离式路基设计两部分,其中整体式路基由行车道、中间带(左侧路缘带中央分隔带) 、路肩(右侧硬路肩和土路肩)等部分组成,分离式路基则由行车道、左右侧路肩及土路肩等部分组成。路基宽度设计可根据两侧路肩宽度及路面交通量大小来决定,一般情况下每个车道宽度要求在 3.53.75 米之间,技术等级较高时,各个部分的路面宽度设计可根据具体实际
6、情况进行相应的调整。路基高度一般可分为边坡高度和中心高度,是指路堑的开挖深度和路堤的填筑高度,是路基设计标高和地面标高之差。在设计路基高度时必须要综合考虑各个方面的问题,如满足路面使用功能,确保路床顶面处于干燥(或中湿)状态;满足车辆荷载引起的变形和剪应力要求;满足路基路面排水要求;满足路基强度及路基压实度的要求。保证路基高度的设计尽量发挥出其最大的限度和最大的优势以满足人们对交通的基础需求。 路基的填挖高度应根据沿线纵坡要求、路基的稳定性及工程经济等多重因素的考虑来确定。从社会经济角度来看,路基的高度应在满足基本交通要求及长远目标要求的情况下尽量设计成低路基。若路基高度低于地下水位或地表长期
7、积水位计算的临界高度时,需另行采取路面结构加固或增设地下排水等措施,以保证路面的综合强度与稳定性。 2.3 路基填料选择与压实 填方路基应选用级配较好的砾类土、砂类土等粗颗粒作为填料,淤泥、冻土、有机土等不得直接用于填筑路基,当采用细粒土填筑时,路基填料最小强度及颗粒要求应满足城市道路路基设计规范中的要求。对于规定不得直接用于填筑路基的材料应避免使用。路堤填土要注意分层压实,使之具有一定的密实度。土质路堑开挖至设计标高后,需检验路基顶面工作区内天然状态土的密实度,必要时应挖开分层夯实,使之达到一定的密实度。 2.4 边坡形状与坡度的确定 对于边坡形状与坡度的确定,可根据边坡高度和填料种类来确定
8、一般的路堤边坡。而对于路堑边坡的设计,当边坡高度超过 20 米的路堤或地面斜坡坡率陡于 1:2.5 的路堤及不良地质、特殊地段的路堤,应进行稳定性分析和个别设计。应根据填料的物理力学特性、边坡高度和工程地质条件来确定填方路基边坡形式和坡率。 3、 路基排水系统及防护结构设计 3.1 路基排水系统设计 路基排水系统设计之前应查明市政道路沿线水源和地质条件,在做到全面规划、合理布局的同时充分利用有利地形和自然水系,尽量不破坏天然水系,不违背道路设计区域的水文条件,注意排水系统经济实用的设计原则。所有路基排水设施的设计,在满足基本排水要求外,还应考虑到日后养护维修的便利性。 路基排水市政路基设计时必
9、须将地表排水系统与地下排水系统分开设计,不可混为一体。地表排水的重要工作就是快速将路面范围内的积水高度降低,在保证行车安全进行的同时防止积水渗入路基,破坏路基边坡。地表排水常采取的措施是设计边沟、截水沟急流槽及在地表铺设排水管道等。而地下排水的设计则通常采用暗沟、盲沟、渗水沟等多种排水方式,其设施类型、位置及尺寸应根据工程地质和水文地质条件确定,并与地表排水设施相协调。 为减少地表面水和地下水对面层、基层和路基的侵蚀破坏,迅速排除路面结构的层间水,通常将地表排水与路面结构地下排水系统综合考虑。 3.2 路基防护结构设计 良好的路基排水系统设计与路基防护支挡加固设计是保证路基稳定性不可或缺的两部
10、分。路基防护结构设计的重点是对路基边坡的防护、支挡与加固,包括填方路段、挖方边坡等的防护设计。 填方路段的边坡防护措施可根据填方高度的不同而采取不同的防护方式,包括植草防护、拱形骨架植草防护等。例如填土高度小于 4 米时边坡可采用植草或铺草皮防护;填土高度大于 10 米时分级采用拱形骨架植草防护与植草防护等。 挖方边坡的防护设计可根据边坡的不同性质和风化程度的不同来采取不同的防护措施,包括植草防护、护面墙防护、喷混凝土防护等措施。例如一般土质边坡和强风化边坡采用植草防护;岩石地段喷射混凝土防护等。 3、总结 本文结合市政道路设计实践,详细阐述了一般路基的设计原则及步骤,并仔细探讨了有关市政道路包括路基设计、排水系统及路基防护等多方面的设计方法。同时提出了市政路基设计时应充分调查沿线地质情况并因地制宜、就地取材的理念。 参考文献 1 谢道权. 市政道路沥青路面水损坏原因分析与对策研究J. 工程与建设. 2008(04) 2 谭国强.市政道路改造工程的设计J.建材技术与应用,2010,31(03). 3 刘强.公路路基设计中常见问题分析J.价值工程.2005(25).